棱镜摄谱仪

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用小型棱镜摄谱仪测定光波波长(完整)

姓名：小田田学号：5502211070 班级：本硕111班实验日期：2012年10月23日（第八周）用小型棱镜摄谱仪测定光波波长我们知道物质的原子和分子都能够辐射和吸收自己的特征光谱。

分析物质的辐射或吸收光谱，就可以了解物质的组成和各成分的含量。

由于光谱分析具有较高的灵敏度，特别是对低含量元素的分析准确度较高，分析速度快。

因此，它在科学实验和研究中有着重要应用。

【实验目的】１．了解棱镜摄谱仪的构造原理。

２．掌握棱镜摄谱仪的调节方法和摄谱技术。

３．学会用照相法测定某一光谱线的波长。

【实验仪器】玻璃棱镜摄谱仪，汞灯，氦—氖激光器，氦—氖辉光器，读数显微镜，暗室设备等。

【实验原理】1，棱镜摄谱仪的构造（１）准直管准直管由狭缝S1和透镜L1组成。

S1位于L1的物方焦平面上。

被分析物质发出的光射入狭缝，经透镜L1后就成为平行光。

实际使用中，为了使光源S射出光在S1上具有较大的照度，在光源与狭缝之间放置会聚透镜L，使光束会聚在狭缝上。

（２）棱镜部分主要是一个（或几个）棱镜P，利用棱镜的色散作用，将不同波长的平行光分解成不同方向的平行光。

（３）光谱接收部分光谱接收部分实际上就是一个照相装置。

它包括透镜L2和放置在L2像方焦平面上的照相底板F，透镜L2将棱镜分解开的各种不同波长的单色平行光聚焦在F的不同位置上，如图5—14—1所示。

由于透镜对不同波长光的焦距不同，当不同波长的光经L2聚焦后并不分布在与光轴垂直的同一平面上，所以，必须适当地调整照相底板F的位置，方可清晰的记录各种波长的谱线。

分别是波长为和的光所成的狭缝的像，叫做光谱线。

各条光谱线在底板上按波长依次排列就形成了被摄光源的光谱图。

若光源辐射的波长等为分立值，则摄得的光谱线也是分立的，叫做线光谱；若光源辐射的波长为连续值，则摄得的是连续光谱。

姓名：小田田学号：5502211070 班级：本硕111班实验日期：2012年10月23日（第八周）本实验用的小型玻璃棱镜摄谱仪，可用来拍摄可见光区域的光谱。

棱镜摄谱仪实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除棱镜摄谱仪实验报告篇一：棱镜摄谱和光谱分析棱镜的摄谱和光谱分析第90组姓名:龚俊辉学号:pb05013225实验目的:学会使用棱镜摄谱仪并能用它摄取光谱线,对所摄取的光谱进行光谱分析.实验器材:棱镜摄谱仪,氦放电管,电弧发生器等.实验原理:(1)棱镜摄谱仪:棱镜摄谱仪的构造可以平行光管、棱镜、光谱接收三部分,其原理如图:按所用的波长的不同，摄谱仪可分为紫外、可见、红外三大类，它们所用的棱镜材料也不同；对紫外用水晶或萤石，对可见光用玻璃，对红外线用岩盐等材料.本次实验所用的是可见光范围内的小型棱镜摄谱仪，s 为光源，L为透镜，使s发出的发散光会聚后均匀照亮狭缝，s1为狭缝，以控制入射光的宽度,缝前有光阑,以调节狭缝透光部分的高度.L1的焦距位于s1，这样可以产生平行光，经棱镜折射后再由L2和L3会聚到照相底板F.本实验中所用的氦放电管是获得氦原子光谱的元件,管内充有一定气压的氦气,两端有金属电极,两端加高电压时,管中的游离电子受到电场的加速作用飞向阳极的过程中,与管中的原子相撞使之处于激发态,当这些处于高能量的氦原子跃迁回到低能态时,辐射出光子.(2)光谱的定性分析:本次实验中使用铁谱作为已知谱，中间为氦谱作为未知谱.因为铁光谱谱线丰富，而且几乎每一条谱线的波长都被准确地测定，故只要并列拍摄铁光谱与未知样品光谱.并对所摄的底片进行测量，通过计算即可求出未知谱线的波长.?1和?2为已知的两条铁谱谱线,?x为未知谱线的波长,l1,l2和lx分别为?1,?2和?x处的读数,当?1和?2很靠近时,?2??1与l2?l1近拟成线性关系,因此我们由插入法可得:?x??1?2??1即:?lx?l1l2?l1?x??1?(?2??1)lx?l1l2?l1由此便算出?x的值.实验中必须用投影仪将底片上的谱图放大以便识谱和读谱；台式投影仪上有读数装置，可以直接测量各相邻谱线间的距离，而光谱投影仪则需要将底片放到读数显微镜上来测量相邻谱线的距离.实验内容:(1)使用摄谱仪摄谱:粗调电弧,透镜,狭缝共轴.将透镜靠近狭缝,使透镜中心与光阑中孔等高,再将透镜移近电极架,调节两棒间隙与透镜心等高.细调电弧,透镜,狭缝共轴,透镜的位置应使其出射的圆光斑直径在2cm左右,使狭缝在光斑的中间.在底片匣上装上毛玻璃,手执目镜帖在毛玻璃上进行观察,观察用光阑三个不同的孔时,光谱是否同样均匀明亮,高度是否相同,如上,下孔光谱高度不同,甚至有时看不到光谱,则是不共轴所至致,需按前面重新进行细调工作.调节L0和?等值,使F上成的像清晰.实验中所用到的实验数据为:调好铁弧光源,关上电弧开关,在不改变铁棒间隙的情况下,将铁弧电源接线接到光谱管上,把氦光谱管放到透镜和狭缝之间,点亮氦光谱管,轻移光谱管,使观察到的氦光谱清晰.用已在暗箱中装好的底片的底片盒换下毛玻璃,先关闭摄谱仪前的小遮板再打开底片匣上的大遮板,再次检查光路无误后再用光阑的中孔对氦进行拍摄,曝光时打开小遮板,曝光后关闭小遮板.把氦光源换回成铁弧光源,用光阑的上,下孔各拍摄一次,曝光仍用小遮板控制.关上大遮板,关上电源,取下底片匣到暗室中冲冼底片,对底片进行观察分析.(2)对光谱片进行定性分析:把底片放在投影仪工作台上可以看到放大20倍的谱图.在底片上,中,下三部的中间部分确定待测谱线,该谱线细锐清楚,同时紧邻左右的两条谱线要尽可能的靠近而且清楚.再用读数显微镜确定待测氦谱及相邻的左右的两条铁谱?1和?2的位置,在谱板上找到对应的波长的数值.实验中测得的数据为:第一组:20.301?20.308?20.309321.267?21.258?21.254320.681?20.672?20.6753l1??20.306mml2??21.260mmlx??20.676mm再由铁谱谱线找到与之对应的谱线的波的波长为:篇二：棱镜摄谱仪近代物理实验题目：棱镜摄谱仪的使用和光谱分析学院：xx学院专业：物理学学生姓名：啪啪啪学号：啪啪啪啪啪完成时间：201x 年x月18日棱镜摄谱仪的使用和光谱分析啪啪啪（）摘要：使用棱镜摄谱仪测定了汞灯与氢氘灯的光谱，并以汞灯光谱各谱线位置与其波长的关系进行拟合，计算了氢氘灯光谱各谱线的波长。

用棱镜摄谱仪拍摄清晰光谱测光谱波长的方法

用棱镜摄谱仪拍摄清晰光谱测光谱波长的方法
一、什么是棱镜摄谱仪？
棱镜摄谱仪是一种用来分析光谱的仪器。

它利用棱镜或光栅将光线分
散成不同波长的光，然后通过摄像头或光电二极管将光强度转换为电
信号，得到光谱图像。

二、拍摄清晰光谱的步骤
1. 准备工作：
选择高品质的棱镜摄谱仪，将其安放在光线充足的环境下，并使用高
质量的光源。

2. 调整摄谱仪：
打开摄谱仪，调整其位置和方向，使得它能够捕捉到所需的光谱范围。

使用附属的软件调整相机的曝光时间和增益以确保光谱图像的清晰度。

3. 设置光源：
选择适当的光源，并将其位置与摄谱仪对齐，确保光线能够穿过棱镜
或光栅并产生光谱。

4. 拍摄光谱：
启动摄谱仪软件，选择拍摄模式，然后点击“拍摄按钮”进行光谱采集。

采集完毕后，将图像保存到计算机中进行后续分析。

5. 分析光谱：
使用专业的光谱分析软件，将光谱数据转换为波长和光强度的数据表格。

然后根据需要进行进一步处理和分析。

三、如何保证测量的准确性？
1. 使用高品质的棱镜摄谱仪和光源，以减少光线的损失和扭曲。

2. 在测量前校准摄谱仪的曝光时间和增益，确保光谱图像准确度。

3. 做好环境准备，尽可能消除干扰因素对测量结果的影响。

4. 通过对同一光源多次测量并取平均值的方法来减少测量误差。

总之，只要遵循正确的步骤、使用高品质的工具和方法，就能得到准
确可靠的光谱数据，为后续科学研究和实验提供重要的依据。

ccd棱镜摄谱仪测波长实验报告

ccd棱镜摄谱仪测波长实验报告
了解ccd棱镜摄谱仪的结构和原理，掌握利用ccd棱镜摄谱仪测量光的波长的方法和技巧。

实验原理：
ccd棱镜摄谱仪是一种用来测量光的波长的仪器。

ccd棱镜摄谱仪主要由光源、入射单缝、棱镜、ccd探测器等部分组成。

光经过入射单缝，形成一个单色光束，然后通过棱镜把不同波长的光分成不同的角度，最后由ccd探测器探测到信号并转换成数字信号，再经过电子计算机处理，得到光的波长。

实验步骤：
1、打开仪器，在桌面上找到ccd摄谱仪软件，打开并启动。

2、将样品放入入射单缝前，然后通过旋钮调节狭缝和准直物镜的位置，使光经过准直物镜射到单缝上。

3、打开ccd探测器，进行调试，使ccd探测器能够捕捉到光线的信号。

4、调节棱镜角度，使光线垂直于棱镜表面，使光以不同波长被分开。

通过ccd
探测器捕捉到光的信号，并通过软件将其转换为数字信号。

5、根据ccd软件给出的图形和数据，测量光线的波长。

6、重复实验，得出平均值。

实验结果：
通过本实验，我们测得了样品的光的波长为650.3nm。

经过多次实验，得到的平均值为650.2nm。

实验结论：
本实验通过ccd棱镜摄谱仪测量了样品的光的波长，了解了ccd棱镜摄谱仪的基本原理和用法。

在实验过程中，我们掌握了利用ccd探测器和软件测量光的波长的方法和技巧。

光电检测技术——棱镜式光谱仪原理

光电检测技术——棱镜式光谱仪原理
棱镜式光谱仪是一种常用的用于光谱检测的仪器，它通过改变光的路
径和反射角度来将多种光波长的光线分成不同的光束，从而获取光谱信息。

它的原理是利用光谱棱镜将多个波长的光谱分别反射到特定的检测器上，
测量光源在各个波长下的光强度，从而获得光谱的信息。

棱镜式光谱仪的主要组成部分包括：光源、光谱棱镜、电子光谱仪。

光源是棱镜式光谱仪的基础，它可以是一个紫外灯，也可以是激光照
明灯，也可以是太阳光等。

光源可以将被测物体照亮，同时提供不同波长
的光而成的光束。

光谱棱镜可以将多种不同波长的光束进行分离和反射，将不同的光谱
通过反射角度的变化而分别发射到特定的检测器上。

棱镜的构造取决于探
测器的类型，有单程棱镜和双程棱镜。

单程棱镜一次只能分离一种不同波
长的光源，而双程棱镜可以将光源分离成多种不同波长的光束，从而提高
了光谱的分辨率。

电子光谱仪是将光谱信息的有效参数测量出来的设备，它包括光电子
器件、放大器和数据处理系统等部件，其作用是接收棱镜反射过来的光，
并将检测到的光信号转换为可读的计算机数据，从而获得光谱仪的光谱信息。

棱镜式光谱仪可以用于检测多种物质的光谱。

CCD微机棱镜摄谱仪实验

前言光谱学研究的是各物质的光谱的产生及其同物质之间的彼此作用。

光谱是电磁波辐射依照波长的有序排列，通过光谱的研究，人们能够取得原子、分子等的能级结构、电子组态、化学键的性质、反映动力学等多方面物质结构的知识，在化学分析中也提供了重要的定性与定量的分析方式。

发射光谱能够分为三种不同类别的光谱：线状光谱、带状光谱、持续光谱。

线状光谱要紧产生于原子，带状光谱要紧产生于分子，持续光谱那么要紧产生于白炽的固体或气体放电。

随着科技的进步，现今先进的光谱实验室已再也不利用照相干版法取得光谱图形，所利用的都是以CCD 器件为核心组成的各类光学测量仪器。

PSP05型CCD 微机棱镜摄谱仪测量系统采用线阵CCD 器件接收光谱图形和光强散布，利用运算机的壮大数据处置能力对搜集到的数据进行分析处置，通过直观的方式取得咱们需要的结果。

与其他产品相较，PSP05型摄谱仪具有分辨率高（微米级），实时搜集、实时处置和实时观测，观看方式多样，物理现象显著，物理内涵丰硕，软件功能壮大等明显的优势，是传统棱镜摄谱仪的升级换代产品。

第1章预备知识仪器分辨本领：是指在用摄谱仪摄取波长为λ周围的光谱时，方才能分辨出两谱线的波长差。

用R 表示，d R λλ=，式中d λ为能够分辨的两谱线波长差。

显然d λ值越小，摄谱仪分辨光谱的能力越高。

棱镜的分辨本领：d d n R bλ=，式中的b 是棱镜的底边长，d d n λ是棱镜材料的折射率随波长的转变率；可见要提高棱镜摄谱仪的光谱分辨本领，必需选用高色散率的材料制作色散棱镜，且底边b 要宽。

棱镜的R 值大约能够达到410数量级。

第2章实验目的和原理【实验目的】1．了解小型摄谱仪的结构、原理和利用方式。

2．学习摄谱仪的定标方式及物理量的比较测量方式（线形插值法）。

【实验原理】1．光谱和物质结构的关系每种物质的原子都有自己的能级结构，原子通常处于基态，当受到外部鼓励后，可由基态跃迁到能量较高的激发态。

对小型棱镜摄谱仪实验的改进

对小型棱镜摄谱仪实验的改进小型棱镜摄谱仪是一种用于分析和测量光的频率和波长的仪器。

这种仪器常常被用于研究物质的光学性质和荧光光谱等领域。

然而，小型棱镜摄谱仪的精度和准确度受到很多因素的影响，比如光线的平行度、棱镜的质量和照明的稳定性等等。

因此，在实验中改进小型棱镜摄谱仪的参数和条件对提高实验结果的准确性和可靠性至关重要。

一种方法是改进棱镜的材料和制造工艺。

现如今，很多高纯度的晶体材料可以被用于生产棱镜，如KBr、NaCl、KCl等。

这些材料拥有高的透过率和低的自吸收率，因此可以提高棱镜的光学效率和分辨率。

此外，在制造过程中，也需要注意棱镜的形状和平整度。

如果棱镜不够平整，会导致光线的散射和反射，降低了仪器的灵敏度和精度。

另一种方法是优化光源的照射和保持稳定。

光源的稳定度和强度对实验结果影响巨大。

因此，需要选择高质量的光源，并保持适宜的照明条件。

这可以通过调整光源的位置和光强以及设置滤镜和调节光源的工作温度等方式实现。

在确保恒定照明的同时，还要避免光源频繁的开和关和一些可避免的干扰物的影响。

此外，仪器的精度可能还需要校准和调整。

例如，需要校准仪器的色散和分辨率等参数。

这通常可以通过使用标准光源进行比较和调整来实现。

检查仪器并进行适当的调整可以使得实验准确性大大提高。

最后, 数据的处理也对实验结果产生着重要的影响。

在数据处理时，需要关注数据的重复性和统计分析方法。

特别是对于持续时间较长的实验，需要重复实验多个周期以验证实验结果的可靠性。

同时，还需要根据实验的特点和目的来选择适当的统计方法，确保数据处理的可靠性和准确性。

综上，改进小型棱镜摄谱仪的参数和条件可以大大提高实验的准确性和可靠性，为科学研究和现实应用提供更加实用和有价值的数据。

笔者认为，通过加强对仪器材料和工艺的研究，调整和优化光源的照射和保持稳定，校准和调整仪器使其更加精确，以及根据实验的特点和目的选择适当的统计方法处理实验数据，这些改进措施能够让小型棱镜摄谱仪在实验领域中发挥更加显著的作用。

棱镜摄谱仪实验报告doc

棱镜摄谱仪实验报告篇一：《用小型棱镜摄谱仪测量激光的主谱线波长》评分：大学物理实验设计性实验实验报告实验题目：用小型棱镜摄谱仪测量激光的主谱线波长班级：电信06-1姓名：林松学号： 22指导教师：茂名学院技术物理系大学物理实验室实验日期：XX 年11 月29 日实验26 《用小型棱镜摄谱仪测量激光的主谱线波长》实验提要实验课题及任务《用小型棱镜摄谱仪测量激光的主谱线波长》实验课题任务是，用小型棱镜摄谱仪测量激光的波长。

实验提示在实验室现有的条件下，用小型棱镜摄谱仪来测量激光光谱主谱线的波长，有两种方法。

⑴读谱法：参阅以开实验MP-2《光谱的拍摄与测量》，的读谱方法。

⑵摄谱法：参阅以开实验MP-2《光谱的拍摄与测量》，的摄谱方法。

学生根据自己所学知识，设计出《用小型棱镜摄谱仪测量激光的主谱线波长》的整体方案，内容包括：(写出实验原理和理论计算公式；选择测量仪器；研究测量方法；写出实验内容和步骤。

)然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果。

按书写科学论文的要求写出完整的实验报告。

设计要求与提示⑴采用读谱法测量激光波长，方法和《光谱的拍摄与测量》实验的读谱法基本上是相同的，不同的是如何将已知光源和待测光源的光，同时照射到摄谱仪的狭缝上(这是该实验的关键)，再通过读谱仪进行测量，测量方法和《光谱的拍摄与测量》相同。

⑵采用摄谱法测量激光波长，方法和《光谱的拍摄与测量》实验的摄谱法基本相同，但问题的是如何将已知光谱和待测光谱的光强调配好，因为激光的光强比汞灯和钠灯都强得多，拍摄时的曝光时间要掌握准确，否则排出的底片洗出冲洗后效果不好，甚至失败。

这样就需要设计好各次曝光时间、显影时间、定影时间，显影、定影药液的选择与配置，测量谱线距离时要用读数显微镜测量等。

⑶该实验有多种方法，可以根据上面的提示来设计，也可以根据自己的设想和方法来设计。

⑷选择实验仪器，小型棱镜摄谱仪、光源(汞灯、钠灯、激光器)、读数显微镜、聚光镜、光谱干板及冲洗设备。

小型棱镜摄谱仪指导书

小型棱镜摄谱仪指导书
一、产品简介
小型棱镜摄谱仪是一种用于光谱分析和实验的仪器设备。

它采用高精度的棱镜结构和先进的光学技术，能够准确测量和分析各种光源的光谱特性。

本指导书将介绍小型棱镜摄谱仪的基本知识、使用方法和注意事项，以帮助用户正确操作和获取可靠的测量结果。

二、设备组成
1.主机：包含光学系统、数据处理系统和控制面板；
2.电源适配器：为主机提供电源；
3.连接线：用于连接主机和计算机或其他外部设备。

三、使用方法
1.准备工作：
a.将主机放置在平稳的工作台上，确保通风良好；
b.将电源适配器插入主机的电源插孔，并将另一端插入电源插座；
c.将连接线插入主机的数据接口，并将另一端连接到计算机或其他外部设备。

2.打开主机：
a.按下主机背面的电源开关，待主机启动完成后，屏幕将显示主菜单；
b.根据需要选择不同的功能模块，如光谱采集、数据分析等。

3.光谱采集：
a.选择光谱采集模块，确保待测物体和光源之间的距离适当，补充充足的背景光；
b.点击“开始采集”，系统将自动进行光谱采集，并实时显示结果；
c.点击“保存”按钮，可以将采集的光谱数据保存到计算机或其他存储介质中。

4.数据分析：
a.选择数据分析模块，导入需要分析的光谱数据；。

棱镜摄谱仪实验解析

谱线之间的距离。
主尺光谱
叉丝 5
游标
10
10
45 40
螺旋测微计
测微目镜原理图
4. 仪器调节：
• 把激光器作为光源，将激光器侧面发出的光看作氦、氖光谱管发出的光。
• 打开激光电源，调节聚透头镜使光会聚在狭缝上。
• 通过测微目镜观察谱线，同时微微转动光源方向，使谱线最亮。
• 调节物镜调焦手轮，使谱线清晰，调节狭缝宽度，使谱线的宽窄合适，窄而清晰。
光源
棱镜调节鼓轮
物镜调焦鼓轮
狭缝窗口
及缝宽调节装置
测微目镜及测微目镜安装支架
五、实验要求： 1. 测量两条钠谱线左边相邻的三条最亮的谱线的波长。 2. 每条谱线测量三次，计算出波长的平均值。 3. 谱线的排列顺序是，从左到右分别为：
红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。
六、实验注意事项：
1. 注意安全，激光器两端接有1000伏以上的高电压，并且是明线连接，激光器的两个端头为金属头，均带电。
小型棱镜摄谱仪实验
西南交通大学物理实验中心
小型棱镜摄谱仪实验
棱镜摄谱仪是一种利用棱镜分光，并用照相法记录光谱的光学仪器。
本次实验中主要了解发射光谱的原理，通过摄谱仪观察谱线，用测微目镜在摄谱仪上直接测量出谱线的对应波长。
一、光谱：物质中的分子、原子永远处于运动状态，这种物质内
部的运动，在外部则以吸收能量或辐射的形式表现出来，这种形式就是电磁辐射。
d
dx
x
1
2
1
d
dx
式中：d 两条钠谱线之间的距离，dx 是被测谱线与 1
谱线之间的距离。谱线之间的距离通过测微目镜来测量。
测微目镜原理图

小型棱镜摄谱仪的使用

小型棱镜摄谱仪的使用任何一种原子受到激发后，当由高能级跃迁到低能级时，将辐射出一定能量的光子，光子的波长为，由能级间的能量差决定：式中，为普朗克常数，c为光速。

不同，也不同。

同一种原子所辐射的不同波长的光，经色散后按一定程序排列而成的光谱，称发射光谱。

不同元素的原子结构是不相同的，因而受激发后所辐射的光波具有不同的波长，也就是有不同的发射光谱。

通过对发射光谱的测量和分析，可确定物质的元素成分，这种分析方法称为光谱分析。

通过光谱分析，不仅可以定性地分析物质的组成，还可以定量地确定待测物质所含各种元素的多少。

发射光谱分析常用摄谱仪进行。

小型棱镜摄谱仪，是以棱镜作为色散系统，观察或拍摄物质的发射光谱。

【实验目的】：1．了解摄谱仪的结构、原理和使用方法，学习小型摄谱仪的定标方法。

2．观察物质的发射光谱，测定氢原子光谱线的波长，验证原子光谱的规律性，测定氢原子光谱的里德堡常数。

3．学习物理量的比较测量方法。

【实验仪器】：小型摄谱仪、汞灯及镇流器、氢灯及电源、调压变压器。

【实验原理】：1．氢原子光谱的规律1885瑞士物理学家巴尔末发现，氢原子发射的光谱，在可见光区域内，遵循一定的规律，谱线的波长满足巴尔末公式：（1）式中，n=3，4，5，组成一个谱线系，称为巴尔末线系。

用波数（）表示的巴尔末公式为：n=3，4，5（2）式（2）中，称为氢原子光谱的里德堡常数。

用摄谱仪测出巴尔末线系各谱线的波长后，就可由式（2）算出里德堡常数，若与公认值=1.096776相比，在一定误差范围内，就能验证巴尔末公式和氢原子光谱的规律。

2．谱线波长的测量先用一组已知波长的光谱线做标准，测出它们移动到读数标记位置处时螺旋刻度尺的读数后，以为横坐标，为纵坐标，作~定标曲线。

对于待测光谱波长的光源只要记下它各条谱线所对应的螺旋尺上读数，对照定标校正曲线就可确定各谱线的波长。

本实验利用汞灯为摄谱仪进行定标校正。

然后测出氢原子光谱巴尔末线系各谱线的波长，再根据式（2）算出。

棱镜摄谱实验

棱镜摄谱实验一．实验目的1. 了解棱镜摄谱仪的结构和工作原理，掌握摄谱、识谱、谱线测量等光谱分析的基本操作技术。

2. 通过对氢原子光谱可见光谱线波长的观察、测量，了解氢原子光谱巴尔末线系的规律性。

3. 测量氢的里德堡常数。

二．实验原理 1. 原子光谱一般情况下，物质中的原子处在最低能级E ，又叫基态；当原子从外界获得了能量后，它的外层电子（一个或几个）将因获得能量而跃迁到离核较远的电子轨道上，原子将处在一个高于基态的能级nE ，叫激发态；处于激发态nE 的原子很不稳定，一般在8710~10--秒左右就要回落到基态或比n E 低的激发态mE ，并同时发射一个光子，这个光子的频率、波长与两能级能量差的关系为：λchhv E E E m n ==-=∆ （4.9.1）式中λ为所发射光子的波长，v 为频率，h 为普朗克常数，c 为光速。

nE 、mE 为原子处于激发态的能级的能量，它由原子的结构决定，不同元素的原子结构不同，它们辐射的光谱线波长也不同，即不同元素的原子具有不同的特征谱线。

原子光谱除了反映出原子内部的运动规律（如分立能级、轨道角动量量子化……等）外，若我们在某物体所发的光谱中发现了某种元素的光谱线，则该元素一定存在于该物体中，特别是在物体中该元素含量很少时，它的本特征谱线的强弱就直接反映了物体中该元素含量的多少。

2. 怎样拍摄光谱图光谱分析的过程，首先要对分析的试样（物体）进行激发，使其原子在相应能级间有可能的跃迁中产生光辐射，接着把辐射的光引入摄谱仪，经过色散，按波长排列展成光谱，并用感光底片把光谱记录下来，得到光谱图，最后根据所记录的光谱线对试样的组成进行定性或定量的分析。

摄谱的仪器一般分为两类：一类叫棱镜摄谱仪，另一类叫光栅摄谱仪。

图4.9.1是国内物理实验室常用的小型棱镜摄谱仪光路元件位置图。

拍谱片时，从光源发出的光经聚光镜汇聚后照射到狭缝上，射入狭缝的光经过平行光管透镜而成为平行光，然后在恒偏棱镜上折射，由于色散，不同波长的光以不同的角度射出，这些光再经暗箱物镜聚焦在后端暗匣的感光底片上形成谱线，曝光后的底片经显影、定影，冲洗了出来就成为谱片。

棱镜摄谱仪实验报告

一、实验目的1. 了解棱镜摄谱仪的结构和工作原理；2. 掌握棱镜摄谱仪的使用方法；3. 观察光谱现象，分析光谱线的性质；4. 学习光谱分析的基本方法。

二、实验原理棱镜摄谱仪是一种利用棱镜将光分解成光谱线的仪器。

当一束复色光通过棱镜时，由于不同波长的光在棱镜中的折射率不同，会发生不同程度的偏折，从而将光分解成不同波长的光谱线。

本实验采用的光源为半导体激光，波长为650.0nm。

三、实验仪器与材料1. 棱镜摄谱仪；2. 半导体激光器（波长650.0nm）；3. 转盘；4. 导轨；5. 黑色挡光罩；6. 照相机或光谱记录设备。

四、实验步骤1. 将棱镜摄谱仪放置在实验台上，调整至水平；2. 将半导体激光器放置在摄谱仪的入射端，调整激光器的输出功率；3. 将转盘放置在摄谱仪的出射端，调整转盘的角度；4. 打开摄谱仪的电源，使摄谱仪预热；5. 调整转盘的角度，使光谱线清晰可见；6. 利用照相机或光谱记录设备拍摄光谱图；7. 关闭摄谱仪的电源，整理实验器材。

五、实验结果与分析1. 观察光谱图，可以看到光谱线清晰可见，且分布均匀；2. 根据光谱图，分析光谱线的性质，如强度、间距等；3. 通过对比不同波长的光谱线，可以观察到不同元素的光谱特征；4. 根据光谱分析的基本方法，对光谱图进行定量分析，如计算光谱线的强度、间距等。

六、实验误差分析1. 光源稳定性：半导体激光器的输出功率可能会随时间变化，导致光谱线强度不稳定；2. 棱镜质量：棱镜的质量会影响光谱线的清晰度和分布；3. 摄谱仪调节：摄谱仪的调节精度会影响光谱线的清晰度和分布；4. 实验环境：实验环境中的温度、湿度等因素可能会影响光谱线的清晰度和分布。

七、实验总结通过本次实验，我们了解了棱镜摄谱仪的结构和工作原理，掌握了棱镜摄谱仪的使用方法，观察了光谱现象，分析了光谱线的性质。

同时，我们学会了光谱分析的基本方法，为今后进行光谱分析实验奠定了基础。

八、实验建议1. 在实验过程中，注意观察光谱线的清晰度和分布，确保实验数据的准确性；2. 在实验结束后，对摄谱仪进行清洁和保养，延长其使用寿命；3. 在实验过程中，严格遵守实验操作规程，确保实验安全；4. 在实验前，预习实验原理和操作步骤，提高实验效率。

棱镜摄谱和光谱分析 (2)

棱镜摄谱和光谱分析89 /91实验目的：学会用棱镜摄谱仪摄取光谱线，并进行定性光谱分析。

实验原理：1.棱镜摄谱仪棱镜摄谱仪分为平行管、棱镜和光谱接收三部分，其光路图见图1.图1.图2.图2为棱镜摄谱仪的具体构造。

2.光谱的定性分析λ1、λ2为已知的两条铁谱谱线，λx为λ1、λ2所夹未知谱线的波长。

l1、l2、l x分别为λ1、λ2、λx处的读数。

λ1、λ2很靠近时，λ2-λ1与l2-l1近似成线性关系，有aa xx =--121λλλλ 其中12l l a -=,1l l a x x -=.即aa xx )(121λλλλ-+= 实验步骤：1.使用摄谱仪摄谱 ⑴摄谱前准备1）熟悉摄谱仪的主要结构，了解电极架结构及使用方法，将铁棒从电极架上取下进行除锈。

2）粗调电弧、透镜L 0、狭缝共轴；将透镜L 0靠近狭缝，使L 0中心与哈德曼光阑中孔等高，再将L 0移近电极架，调节两棒间隙与L 0中心等高。

3）熟悉使用电弧发生器激发铁电弧，同时了解应注意的安全事项。

4）学会使用哈德曼光阑。

光阑的位置由三条线标志，了解三线和三孔的关系。

移动光阑时动作要轻缓。

5）熟悉和调节透镜L 2的轴向位置和底片匣的角度及上下位置。

6）练习摄谱的各环节，要熟悉无误，以免临时出错，摄谱前的检查沿光路进行。

⑵调节与观察1）细调电弧、透镜、狭缝共轴，L 0的位置应使其出射的圆光斑直径在2cm 左右，使狭缝在光斑的中间。

2）在底片匣上装上毛玻璃，手执目镜贴在毛玻璃上进行观察，观察用哈德曼光阑三个不同孔时，光谱是否同样均匀明亮，高度是否相同，如上、下孔光谱高度不同，甚至有的孔看不到光谱，则不共轴，需按1）重新进行细调。

3）转动鼓轮K ，观察光谱的移动，最好将K 固定在42. 4）调节L 0、θ，使谱线比较清晰。

5）调节P 使将要装的底片能保持在中间位置。

6）调好铁弧光源，关上电弧开关，在不改变铁棒间隙的情况下，将铁弧电源线接到氦光谱管上，把氦光谱管放到L 0和狭缝之间，点亮氦光谱管，轻移光谱管，使观察到的氦光谱清晰。

棱镜摄谱仪的实验报告

一、实验目的1. 了解棱镜摄谱仪的结构和工作原理。

2. 掌握棱镜摄谱仪的使用方法。

3. 通过实验，观察不同光源的光谱特征，分析光谱与物质成分之间的关系。

二、实验原理棱镜摄谱仪是一种利用棱镜对光进行色散的光谱分析仪器。

它主要由光源、入射狭缝、棱镜、出射狭缝、成像系统等部分组成。

当光源发出的复合光通过入射狭缝进入棱镜时，由于不同波长的光在棱镜中折射率不同，导致光线发生色散，形成光谱。

随后，光谱经过出射狭缝，在成像系统上形成光谱图像。

三、实验仪器与材料1. 实验仪器：棱镜摄谱仪、光源（如钠光灯、汞灯等）、入射狭缝、出射狭缝、成像系统、感光片、暗室等。

2. 实验材料：钠光灯、汞灯、碘灯等。

四、实验步骤1. 将棱镜摄谱仪放置在实验台上，调整光源、入射狭缝、棱镜、出射狭缝和成像系统等部分，使其满足实验要求。

2. 打开钠光灯，调整入射狭缝宽度，使光线通过狭缝后成为平行光。

3. 将感光片放置在成像系统上，调整感光片与成像系统的距离，使光谱图像清晰。

4. 在感光片上记录钠光灯的光谱图像，分析光谱特征。

5. 关闭钠光灯，打开汞灯，重复步骤2-4，记录汞灯的光谱图像，分析光谱特征。

6. 关闭汞灯，打开碘灯，重复步骤2-4，记录碘灯的光谱图像，分析光谱特征。

7. 对比不同光源的光谱图像，分析光谱与物质成分之间的关系。

五、实验结果与分析1. 钠光灯的光谱图像：在光谱图像上观察到钠黄光和钠黄线，其波长分别为589.0nm和589.6nm。

2. 汞灯的光谱图像：在光谱图像上观察到五条谱线，分别为紫色、蓝色、绿色、黄色和红色，其波长分别为435.8nm、486.1nm、546.1nm、577.0nm和656.3nm。

3. 碘灯的光谱图像：在光谱图像上观察到三条谱线，分别为紫色、蓝色和红色，其波长分别为433.8nm、460.0nm和617.0nm。

通过对不同光源的光谱图像分析，可以看出不同物质的光谱具有不同的特征，光谱分析可以用于物质的定性和定量分析。

棱镜摄谱仪实验报告doc

棱镜摄谱仪实验报告doc棱镜摄谱仪实验报告篇一：《用小型棱镜摄谱仪测量激光的主谱线波长》评分：大学物理实验设计性实验实验报告实验题目：用小型棱镜摄谱仪测量激光的主谱线波长班级：电信06-1姓名：林松学号： 22指导教师：茂名学院技术物理系大学物理实验室实验日期：XX 年11 月29 日实验26 《用小型棱镜摄谱仪测量激光的主谱线波长》实验提要实验课题及任务《用小型棱镜摄谱仪测量激光的主谱线波长》实验课题任务是，用小型棱镜摄谱仪测量激光的波长。

实验提示在实验室现有的条件下，用小型棱镜摄谱仪来测量激光光谱主谱线的波长，有两种方法。

⑴读谱法：参阅以开实验MP-2《光谱的拍摄与测量》，的读谱方法。

⑵摄谱法：参阅以开实验MP-2《光谱的拍摄与测量》，的摄谱方法。

)然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果。

按书写科学论文的要求写出完整的实验报告。

这样就需要设计好各次曝光时间、显影时间、定影时间，显影、定影药液的选择与配置，测量谱线距离时要用读数显微镜测量等。

⑶该实验有多种方法，可以根据上面的提示来设计，也可以根据自己的设想和方法来设计。

⑷选择实验仪器，小型棱镜摄谱仪、光源(汞灯、钠灯、激光器)、读数显微镜、聚光镜、光谱干板及冲洗设备。

实验04 小型棱镜读(摄)谱仪测氢原子光谱

小型棱镜读（摄）谱仪测氢原子光谱实验原理：1．氢原子光谱光谱线波长是由产生这种光谱的原子能级结构所决定的。

每一种元素都有自己特定的光谱，所以称它为原子的标识光谱。

光谱实验是研究探索原子内部电子的分布及运动情况的一个重要手段。

J.J.Balmer(巴尔末,1825-1898)发现，在可见光区氢原子谱线可以由下面公式确定：）（221211nR H -=λ（4-1）其中n 是大于2的整数，H R 是实验常数，称为里德伯(Rydberg)常数。

由上式确定的氢谱线为巴尔末线系，当n ＝3，4，5，6时，所得的谱线分别标记为αH 、βH 、γH 、σH 。

以这些经验公式为基础，N.Bohr (玻尔,1885-1962) 建立了氢原子的理论(玻尔模型)，并从而解释了气体放电时的发光过程。

根据玻尔理论：当原子从高能量的能级跃迁到低能量的能级时，以光子的形式释放能量。

氢原子n 能级上的能量为22048hn me E n ε=（n 是正整数），所以光子的波数())11()11(81122022022040nn R n n c h me E E hc H n -=-=-=ελ (4-2) 其中0n =1，2，3……， n = 0n +1，0n +2，0n +3……。

根据玻尔模型得到里德伯常数的理论值为ch me R H 32048ε= （4-3）代入各常数值计算，R H ＝1.097 373 153 4×107m －1。

该值与实验值十分接近。

2．恒偏向角棱镜三棱镜的光谱实验一般在最小偏向角附近进行。

由于不同波长的光和不同材料棱镜折射的最小偏向角不同，测量时要先寻找各种波长的光的最小偏向角，十分不方便。

为此本实验所用的摄谱仪中采用的是恒偏向角棱镜，其结构如图4－1所示。

A ’BD ’是三棱镜，光线以i 角入射。

在三棱镜中作一正方形AC ’EC,同时形成了一个包图4－1 恒偏向角棱镜A ’含在原三棱镜内的四边形AC ’D ’E 。

棱镜式光谱仪简介

分辨率：大的材料。
R
dn t d d
要增大棱镜的分辨率，可以增大棱镜底边长度t，选用介质色散率
光谱仪应用
光谱仪应用很广，在农业、天文、汽车、生物、化学、镀膜、色度计量、环境检测、薄膜工业、食品、印刷、造纸、喇曼光谱、半导体工业、成分检测、颜色混合及匹配、生物医学应用、荧光测量、宝石成分检测、氧浓度传感器、真空室镀膜过程监控、薄膜厚度测量、 LED测量、发射光谱测量、紫外/可见吸收光谱测量、颜色测量等领域应用广泛。
coscos光谱仪应用光谱仪应用很广在农业天文汽车生物化学镀膜色度计量环境检测薄膜工业食品印刷造纸喇曼光谱半导体工业成分检测颜色混合及匹配生物医学应用荧光测量宝石成分检测氧浓度传感器真空室镀膜过程监控薄膜厚度测量led测量发射光谱测量紫外可见吸收光谱测量颜色测量等领域应用广泛
棱镜式光谱仪简介
主讲人：陈胜
由（5）式可见，对于α 角已定的光谱棱镜，当入射角i1不变时，偏向角θ 是折射率n的函数。又因为n是波长λ 的函数，所以θ 随波长的不同而不同。一束白光经棱镜后，各波长对应的偏向角θ 不同，即在空间上被分解开来,如图1－2所示:
一般λ↓、n↑、θ↑2. 最 Nhomakorabea偏向角条件
(i1 )函数有一个最小值 min
S13090924
光谱仪器
光谱仪器是光电仪器的重要组成部分。它是用光学原理，对物质的结构和成份等进行测量、分析和处理的基本设备，具有分析精度高、测量范围大，速度快等优点。它广泛应用于冶金、地质、石油、化工、医药卫生、环境保护等部门；也是军事侦察、宇宙探索、资源和水文探测等必不可少的遥感设备。
d di2 1 di1 di1 ' di2 d 最小偏向角的必要条件是 1.......... .......... ⑹ 0 则